碳酸钙的分解

碳酸钙的分解 CaCO分解压测定 3 Determination of CaCo Decomposition Pressure 3 一、 实验目的及 掌握一种测定平衡压力的——静态法，测定不同温度下CaCO的分解压。 1. 32. 掌握温度控制技术与真空操作技术。 3. 计算CaCO分解反应的标准摩尔反应焓变和标准摩尔反应熵变。 3 二、 实验原理 碳酸钙在较高温度下按下式分解，并吸收一定的热量: CaCO(固),CaO(固)，CO(气) 32 在这个反应体系内存在着三个单独的相，基本上不互相溶解，因此在一定温度时，采用静态法确定在恒定温度下该化学反应已达到平衡，反应的平衡数为 K= p 此式说明CaCO在一定温度下分解达到平衡时，CO的压力保持不变，称为分解压。32 分解压的数值随温度升高而增大，其关系式为 ??式中ΔH和?S分别为反应的分解热和熵变化，它们在一定的温度范围内变化rmrm ?不大，可视为常数。因此若将lg Pco/p对作图，则可得一直线，其斜率和2 ??截距分别为A,,?H/2.303R及B=?S/2.303R。由A可以求出CaCO的分解热，rmrm3由B可以求出分解反应的熵变化。 三、 试剂和仪器 CaCO(A.R);瓷舟一个;真空泵一台;数字控温仪一台;数字压力计一台;管式电阻3 炉一台;密闭装置一套;铁丝一根 四、 实验步骤 1. 装样品 称取约5克粉状CaCO试样装在一小瓷管或瓷舟内，然后将它推入实验装置的反3 应管中部，组装并连接好密闭装置和仪器设备。 2. 抽真空检查气密性 用真空泵抽气，直至装置内近真空，与气压计显示的当时大气压力值接近，当抽至真空，关闭实验装置中的活塞阀门后，等待5分钟左右，如果数字压力计显示值不显示明显变化，则可进行实验。 3. 加热 确证实验装置不漏气后，即可启动装置的数字温度控制仪，控制电炉温度约在550?左右，然后用真空泵再次将装置抽至近真空，此时可利用CaCO的少量分3解以排除其它气体。但电炉温度不宜超过600?;再次抽气时间宜在5分钟左右。 4. 测分解压 将电炉温度控制在650?，保持恒定不变，每隔五分钟测量一次数字压力计的显示值，一般在8~10次的测定后，判定其平衡值。反应达平衡后则可准确量出反应温度和压力数据。第一个温度下的测量完成后，则可在电炉温度650~800?之间选择5~8个温度，按同样方法进行测量。 五. 注意事项 1. 打开真空体系之前，先放气使体系内压力与大气一致，装好样品后，必须抽气检查体系的气密性，判断不漏气才能开始实验。 2. 使装样瓷舟处于管式电炉的均温区，不要将CaCO粉末洒在石英管内; 3 3. 样品及石英管内应干燥。 4. 注意测量反应温度的热电偶的位置应处于反应恒温区。 六. 数据处理 1( 一定反应温度下的平衡分解压力(P)数据须根据数字压力计的读数值和CO2 大气压值换算求得，即P,P,P，式中P为数字压力计所显示的的读数值。 CO2大测测 2( 将反应温度数据和所对应的平衡分解压力数据按公式进行数 据处理，用图解法确定A及B值，并求出CaCO分解热?H和分解熵变化?S;或3rmrm者借助电脑用最小二乘法处理数据，求出A及B值，从而求得相应的?H和?Srmrm值。 3( 根据实测数据，求出P=101325Pa(1标准大气压)下CaCO的分解温度。 CO23 4( 将实验求得的数据?H、?S等与文献数据进行比较并讨论。 rmrm 七. 文献数据 1. 碳酸钙在不同温度下的分解压*(101325Pa/760=1托) 温度(t ?) 500 600 700 800 900 1000 1100 备注 4.95 30 201.3 992 883?分解，4.95为624?数 据 P(托) CO20.07 2.42 22.1 166 2941 8740 897?分解 0.08 1.6 17.5 129.2 661.2 2584 * 上述三组数据来源不同，差异很大。但各自用本组数据计算碳酸钙的分解热，所得结果误差不超过3%。 表2. 某些反应的分解压 t ? P (托) t ? P (托) t ? P (托) t ? P (托) t ? P (托) 450 6.8 1000 1.5 900 12.6 35 9.2 0 3.13 490 59.0 1300 29.0 1050 239 100 234 20 14.6 540 747.0 140577.0 1100557 147526 39 25.4 八. 提问思考 1. 此实验的主要误差来源于哪些因素, 2. 两次抽真空的目的何在, 3. 石英管内若洒有CaCO粉末会有哪些影响, 3